未來(lái)的IoT應用,將在不同行業(yè)中,和不同領(lǐng)域中,從簡(jiǎn)單的狀態(tài)檢測和自動(dòng)化,向高階的綜合調度和智能化決策等方向沿進(jìn)。
物聯(lián)網(wǎng)的起源有多個(gè)不同的說(shuō)法,一是1990年施樂(lè )在線(xiàn)可樂(lè )售賣(mài)機。1995比爾蓋茨在著(zhù)作《未來(lái)之路》中提到物聯(lián)網(wǎng)。正式提出有說(shuō)是Peter T. Lewis于1985年提出,也有說(shuō)是麻省理工*的Kevin Ash-ton教授于1999年提出的,"萬(wàn)物皆可通過(guò)網(wǎng)絡(luò )連接"?，F在比較通用的定義是:將可感知設備、可獨立尋址的物體進(jìn)行互通互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò )。和以前互聯(lián)網(wǎng)一樣,接入的設備必須是可以尋址,才能具備*的身份,發(fā)起與其它設備的對話(huà)。
物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)系
物聯(lián)網(wǎng)也是一種鏈接網(wǎng)絡(luò ),而且也具備大量原來(lái)互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的特點(diǎn),通用的MQTT協(xié)議也運行于互聯(lián)網(wǎng)的TCP/IP的基礎之上。因此,物聯(lián)網(wǎng)是基于互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展和拓展而來(lái)的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò ),其簡(jiǎn)化的高層架構關(guān)系如下:
- 物聯(lián)網(wǎng)就是物物相連的互聯(lián),是基于電腦的互聯(lián)網(wǎng)的進(jìn)一步延伸和發(fā)展
- 物聯(lián)網(wǎng)的參與方拓展到了所有可感知的設備和物品
- 物聯(lián)網(wǎng)的很多通道和運作,仍需要互聯(lián)網(wǎng),特別是移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的支撐
- 物聯(lián)網(wǎng)由于工作領(lǐng)域和特性存在多個(gè)差異很大的場(chǎng)景,因此多種主流的協(xié)議和組網(wǎng)方式并存
物聯(lián)網(wǎng)的整體架構與分層
物聯(lián)網(wǎng)通常分為四層:感知、網(wǎng)絡(luò )、平臺和應用層;也有另一種常見(jiàn)的分法,是把平臺層并入應用層,因此定義為感知、網(wǎng)絡(luò )和應用層。各層的組成和對應關(guān)系如下:
感知層通常由終端設備來(lái)履行,像人的終端神經(jīng)一樣,使智能網(wǎng)絡(luò )和中控系統能感知未端狀態(tài),并執行下達的指令;其中不具備獨立尋址的傳感器一種是通過(guò)網(wǎng)關(guān)接入物聯(lián)網(wǎng),或者是與有獨立尋址和連接能力的設備相連,通常視為該設備的一部分,以外設的身份存在。
物聯(lián)網(wǎng)主要的連接技術(shù)
網(wǎng)絡(luò )層分成兩種,一種是網(wǎng)關(guān)與傳感器之間的聯(lián)接,稱(chēng)之為局域網(wǎng)聯(lián)接,有對應的協(xié)議;一種是直接接入,并與數據中心或云平臺的中控平臺連接,這是廣域網(wǎng)聯(lián)接。目前廣域網(wǎng)也有多種接入技術(shù),但不管哪種接入技術(shù),都需要通過(guò)標準的傳輸協(xié)議,才能建立起對話(huà)。主流的MQTT是由IBM公司開(kāi)發(fā)的,基于TCP/IP協(xié)議之上。
可以看到,主要的局域網(wǎng)接入和廣域網(wǎng)接入技術(shù)在速率、功耗等不同指標中各有優(yōu)劣點(diǎn):
可以看到,不管是局域網(wǎng)還是廣域網(wǎng),其連接協(xié)議都分別有高(>10M)中(>1M)低(<1M)不同的速率,通常高速率也意味著(zhù)高功耗。這兩個(gè)特性,決定了不同的連接協(xié)議有著(zhù)不同的用途。通常高速協(xié)議用于有外來(lái)供電、需要大量圖像視頻或其它大數據量交互的場(chǎng)景;而低速協(xié)議,則通常用于電池供電、信息密度低的傳感器數據讀取、自動(dòng)化設備控制等場(chǎng)景。以下是未來(lái)這三種不同類(lèi)型協(xié)議的應用領(lǐng)域和規模預估:
低速率廣域協(xié)議將連接更多設備:大量低頻、流量吞吐要求小的場(chǎng)景,未來(lái)將大規模對低速率廣域互聯(lián)網(wǎng)存在需求,除了Zigbee等之外,我國主推的NB-IoT也是前景可期。
物聯(lián)網(wǎng)應用的主要特點(diǎn)
互聯(lián)網(wǎng)是連接計算機和移動(dòng)智能終端的網(wǎng)絡(luò ),基本上是圍繞著(zhù)人主動(dòng)觸發(fā)的場(chǎng)景展開(kāi)應用。而物聯(lián)網(wǎng)是物物之間的互聯(lián),更多是基于物品對本身或周?chē)h(huán)境的感知而觸發(fā)的自動(dòng)化應用場(chǎng)景,兩者之間的關(guān)系對比如下:
互聯(lián)網(wǎng)是基于人主動(dòng)驅動(dòng)的場(chǎng)景
物聯(lián)網(wǎng)是基于物品自發(fā)驅動(dòng)的場(chǎng)景
基于事件、流程的驅動(dòng),人為發(fā)起
基于狀態(tài)、規則的驅動(dòng),觸發(fā)場(chǎng)景
大多間歇性行為,存在聚集效應
持續性守候,基于場(chǎng)所發(fā)生
大多時(shí)候是高信息濃度,高網(wǎng)絡(luò )吞吐
高傳感器密度,高網(wǎng)絡(luò )覆蓋
多見(jiàn)于與人相關(guān)、與內容相關(guān)的場(chǎng)景:娛樂(lè )、購物、學(xué)習、健身、旅游、商務(wù)處理等
多見(jiàn)于基于狀態(tài)調度、自運化的操作和大數據分析:智能城市、智能制造、無(wú)人值守商店等
就如前面所述,物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)不是相互獨立、涇渭分明,而是一個(gè)對另一個(gè)的延展?，F在有越來(lái)越多的趨勢展現,物聯(lián)網(wǎng)結合人工智能,兩者是快速技術(shù)進(jìn)展的當下,技術(shù)快速成熟,在多個(gè)領(lǐng)域的應用日益具備商用條件,并極大促進(jìn)了原來(lái)互聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景的智能化和自動(dòng)化能力,從而為用戶(hù)提供新的價(jià)值。
以下的圖示,簡(jiǎn)單地羅列了未來(lái)常見(jiàn)的互聯(lián)網(wǎng)接入設備,如何日益集成更多的IoT設備,并在人工智能的輔助下,實(shí)現更智能、更強大的功能,從而更好地提高原來(lái)互聯(lián)網(wǎng)應用的體驗:
- 互聯(lián)網(wǎng)接入設備在呈現多樣化、移動(dòng)化和功能復合化的特點(diǎn)
- 隨著(zhù)硬件性能上升、體積和成本迅速下降,互聯(lián)網(wǎng)設備接入了大量的IoT器件,來(lái)增強復合性功能
- 一個(gè)傳統的互聯(lián)網(wǎng)應用,會(huì )得到智能化和自動(dòng)增強的體驗提升,比如:
- 視頻通話(huà)時(shí)的防抖、亮度適應
- 基于LBS的位置共享
- 基于位置感知的立體聲源定向
總體來(lái)說(shuō),基于A(yíng)I, IoT技術(shù)的快速發(fā)展,未來(lái)的電氣設備,將沿著(zhù)越來(lái)越自動(dòng)化智能化,無(wú)人干預的方向發(fā)展,也就是達到*終的無(wú)感智能的狀態(tài),以下是在不同的階段,幾個(gè)常見(jiàn)操作的對比:
比如*項的環(huán)境調節,以空調為例 ,在人工操作參考的*階段,通常是設備附帶的溫度計,告知你的環(huán)境溫度,你可以進(jìn)行特定溫度的設定,這時(shí)候壓縮機會(huì )根據情況開(kāi)啟,比如已經(jīng)到達設定溫度就休眠,等有偏差再工作;在第二階段,你可以通過(guò)手機或電腦,來(lái)設定前半夜后半夜和清晨的不同時(shí)段溫度的要求,然后中控系統按計劃向空調發(fā)實(shí)時(shí)指令;到了無(wú)感智能階段,空調是根據你穿戴設備把你的體溫、心跳等信息傳給中控,它再結合環(huán)境溫度,算出一個(gè)智能的指令,讓空調在人不用干預的情況下,一直保持*適宜的環(huán)境溫度。
物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)已經(jīng)到了快速應用的階段
根據Machine Research的預計,全球物聯(lián)網(wǎng)的連接數,將在未來(lái)五年內,每年以超過(guò)兩位數的速度增長(cháng),并且到了2025年,預計聯(lián)網(wǎng)數將達到270億。而工信部等組織則預計,我國2020年IoT相關(guān)產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)值就將達到1.8萬(wàn)億元人民幣。
根據IoT Analytics發(fā)布的2018年IoT行業(yè)項目數排名,智慧城市、工業(yè)互聯(lián)和建筑互聯(lián)也都在快速發(fā)展:
未來(lái)的IoT應用,將在不同行業(yè)中,和不同領(lǐng)域中,從簡(jiǎn)單的狀態(tài)檢測和自動(dòng)化,向高階的綜合調度和智能化決策等方向沿進(jìn):
- 首先從公共設施領(lǐng)域,再到商用領(lǐng)域*后在個(gè)人領(lǐng)域(高頻高復雜度)應用
- 從遙測遙感遙控,再到自動(dòng)調節,*終到智能調節
- 同時(shí)向單品智能和整體解決方案智能進(jìn)行發(fā)展演進(jìn)
